[發明專利]一種構建煙支三維模型及其流道優化的方法

有效

• 申請號: 201810017509.5
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108230441B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 曾勁松;唐大榮;杜亮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T17/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采用三維顯微鏡拍攝整個煙支的圖像，將整個煙支的圖像合成一個三維圖像并去除煙絲中孤立的孔隙和孔隙中孤立的煙絲，從三維圖像中按設定間距61um抽取N個徑向二值化圖貼三角面片，得到多個煙支薄片STL文件；

(2)將煙支薄片STL文件導入Geomagic Spark軟件中，采用逆向工程三維重構的方式優化煙支薄片并建立煙支薄片實體模型，得到煙支薄片模型的STP文件；

所述步驟(2)中優化煙支薄片并建立煙支薄片實體模型的具體方法為：

Ⅰ.在薄片上選取一個煙絲三維流道，在煙支薄片的正反兩面分別畫出該流道的輪廓曲線，對于特殊的流道可采用樣條曲線命令使得繪畫出的流道盡量逼近煙絲的真實流道，依次畫出煙絲中的所有三維流道；

Ⅱ.將所有煙絲中的三維流道的輪廓樣條曲線通過混合命令形成流道的實體；

Ⅲ.畫出一個等同于煙支薄片大小的圓柱實體將煙支薄片完全覆蓋，采用布爾命令，將該圓柱實體依次與步驟Ⅱ中繪畫的煙絲三維流道進行布爾減運算，得到三維重建后的煙支薄片；

(3)將煙支薄片實體模型STP文件導入網格劃分軟件中進行網格劃分并行網格拉伸拼接，得到整個煙支網格化模型。

2.根據權利要求1所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述三維顯微鏡采用61um分辨率nanoVoxel型X射線三維顯微鏡，拍攝的整個煙支圖像是去除煙支濾嘴，采用Avizo Fire 8.1軟件去除煙絲中孤立的孔隙和孔隙中孤立的煙絲，即去除體積小于10⁶um³的孔隙和煙絲。

3.根據權利要求1所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，從煙支三維圖像抽取徑向二值化圖的間距及數量分別為：每隔61um抽取一張徑向二值化圖，按順序抽取11張，貼三角面片形成一個煙支薄片STL文件。

4.根據權利要求1所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，所述采用逆向工程三維重建后的煙支薄片是沒有三角面片的邊線，能夠清楚的看見真實煙絲的三維流道的實心幾何體。

5.根據權利要求1所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，所述步驟(3)中煙支薄片實體模型網格劃分采用非模型四面體網格。

6.根據權利要求1所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，所述步驟(3)中整個煙支模型網格劃分質量控制在0.3以上。

7.根據權利要求3所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，網格劃分軟件采用ICEM CFD軟件或Gambit軟件。

8.根據權利要求3所述的構建煙支三維模型及其流道優化的方法，其特征在于，所述煙支薄片是由一個個三角面片貼合而成的空心幾何外殼。